頭圖來源 | 特斯拉
作者 | 崔秋陽
編輯 | 王 妍
2.5 萬美元的新車雖然還未出現,但通過全新生産工藝、技術,特斯拉已經在全方位爲價格的持續下探做準備。
參照特斯拉 CEO 馬斯克立下的目标,無論是 "2030 年年銷量達到 2000 萬台 ",還是 " 新平台打造的下一代車型産量肯定會超過特斯拉其它所有汽車總和 ",這些都和産能、生産效率以及價格緊密相關。
此前,爲了減少工廠占地面積與生産成本,特斯拉曾推出一體化壓鑄技術以及底盤電池一體化設計。2022 年中,特斯拉投資者關系主管 Martin Viecha 透露,通過不斷優化整車設計,特斯拉的 BOM 成本(産品直接成本)已經從 2017 年的 8.4 萬美元降爲 3.6 萬美元。
在此基礎上,特斯拉宣布下一代車型平台的成本會降低 50%,實現手段就是制造方式革新、垂直整合力度增加,以及電池和電驅成本下探。這也意味着,新平台的成本或将降至 1.8 萬美元以下。
下一代車型平台的具體構想是,在零件數量大幅削減的前提下,提升自動化程度,同時将車身進行重新拆解,将序列組裝和平行組裝同時進行,時間上提高 30% 生産效率,做到每 45 秒生産一輛汽車,空間上減少 40% 生産占地面積。
東吳證券表示,系統性降本能力是一個車企真正的底層核心競争力。
在此之前,特斯拉的一體化壓鑄技術受到不少新勢力、傳統車企新能源部門的青睐,如今面對更爲激烈的競争與價格戰,特斯拉仍在成本控制這條路上狂奔,而其他車企是否又會跟進?
極緻的降本
沒有新車,沒有新平台的具體細節,但特斯拉還是傳達出十足的信心:可以在降本方面做到極緻。
特斯拉硬件設計工程副總裁 Pete Bannon 将特斯拉的降本過程比作剝胡蘿蔔," 剝一下不會有任何效果,但重複下去就會産生巨大影響。" 具體來看,特斯拉所做的便是從勞動力、産線自動化、原材料選取等方方面面重複着剝離的動作。
首先,正如特斯拉全球供應管理副總裁 Karn Budhiraj 所言,唯一控制成本的方法就是減少人工操作," 一是減少勞動力使用,二是産線實現自動化運轉,三是關掉燈讓整個工廠自動運轉。"
以特斯拉的熱泵産線爲例,Karn Budhiraj 透露在疫情期間負責 Model Y 熱泵産線的團隊用時 8 個月,通過将人工産線升級成爲自動化産線的方式減少了該産線 99% 的勞動力使用,同時能夠做到每 7 秒下線一台熱泵系統,生産效率提升了數十倍,能夠實現周産 1000 套熱泵系統," 在未來 10 年内,這樣的自動化産線成本還将降低 3 倍。"
同樣的自動化升級還發生在車載電腦的産線(包括水冷闆、智能駕駛和智能座艙 PCB 闆等),該産線在完成自動化升級後能夠在 1.4 毫秒的時間内實現裝車,減少了 95% 的勞動力使用。
引入自動化産線後熱泵系統的生産效率顯著提升
來源:特斯拉
最大化減少人工操作讓特斯拉至今在全球範圍内共計僅有不到 13 萬員工,其中有 6.5 萬名員工在特斯拉四大汽車超級工廠内從事生産制造工作。而作爲特斯拉在中國最大的對手,比亞迪截至 2022 年上半年已經擁有 41.87 萬名員工,是特斯拉的 4 倍左右。
不難看出,高度自動化産線在極大程度上幫助特斯拉嚴格控制了生産端雇員的增長速度,随着生産效率的迅速提升,自動化産線從成本也将在極短時間内實現較大規模效應、均攤前期成本。
除了減少勞動力使用之外,特斯拉還試圖通過創新核心零部件的原材料使用來降低成本。
目前,新能源汽車在傳動系統中碳化矽已經成爲主要原材料之一。海通證券認爲前者耐壓能力強、效率高、拖尾損耗低、體積小,能夠使純電車型的 NEDC 續航裏程提升 4%-5%,同時降低電池端和冷卻系統共計 4000 元 -5000 元的成本。
而特斯拉的下一代電驅動系統還将在此基礎上,通過減少 75% 碳化矽的使用額外降低 1000 美元的成本,此外還能減少 50% 該産線的面積使工廠規劃更加緊湊,生産流程更加高效。
不論是減少雇員成本,還是從原材料角度出發降本增效,亦或是在投資者日上被提及的簡化線控布局、優化電池包尺寸、深入管理供應鏈等行爲,每個環節的改變都能爲特斯拉帶來或 1000 美元或總成本 9% 的降本。
而這些降本措施綜合起來,便是馬斯克口中 " 下一代平台的生産成本将比現有第二代平台降低 50%"。
這不是簡單的降本效果疊加的結果,而是由規模引發的質變。這也是特斯拉透露下一代平台不隻是意味着一款車型的原因。
特斯拉全球副總裁朱曉彤表示,此前在建設其他特斯拉超級工廠時關于産線的降本措施是不斷優化的結果," 在上一個工廠的生産流程基礎上進行優化并應用到新的超級工廠之中 "。
而此次活動介紹的能夠降低 50% 生産成本的措施,一旦在墨西哥超級工廠實現落地,便可以通過簡單的 " 複制 + 粘貼 " 應用于其他超級工廠之中。
這也意味着,不隻是新車型的生産成本将來到 2 萬美元以下。在類似的降本措施應用于 Model 3/Y/X/S 等車型的生産産線後,特斯拉的利潤空間還将進一步擴大。
學習并超越
當生産端的降本做到極緻,便會引發整個生産模式發生質變。
一百年前,福特公司在 Highland Park 工廠将生産流水線的概念引入汽車制造中,将原先需要由 3000 個組裝部件的工序簡化爲 84 道,福特 Model T 車型的生産時間也從 12 個小時 / 輛縮短爲 90 分鍾 / 輛,生産端改革給效率和成本方面帶來的影響也使其售價也從 850 美元降至 300 美元。
一百年後,從售價百萬元的 Model S/X 到進入大衆市場且不斷降價的 Model 3/Y,再到如今的 Cybertruck 和即将問世的新車型,特斯拉正通過技術的革新不斷拉升自己的生産壁壘。
不過這也是特斯拉踩過坑的結果。特斯拉車輛工程副總裁 Lars Moravy 和首席設計師 Franz 透露,在 2008 年前後,由于并無生産制造經驗,在開始生産 Model S 車型時設計團隊占據主導地位,彼時特斯拉的研發思路爲先設計,再考慮工程,最後才是制造方面。
這也導緻 Model S 的生産效率始終無法大規模提升,甚至會經常出現誤裝甚至漏裝零部件的狀況。
而之後在建設 Model 3 産線時,特斯拉轉變了思路,将設計、工程和制造三方面進行合并統一推進,并引入了中央電腦和在線開發手冊等方式,在生産組裝的每一環節實時監控安裝步驟。
這一思路影響了後續特斯拉超級工廠采用 "Under one roof" 的緊湊布局,即将電池材料、機械工程、生産制造、供應鏈、軟件等不同團隊安排在同一空間内工作。
以如今特斯拉得州和上海超級工廠爲例,其沖壓、塗裝、動力總成、電池包等車間分布以總裝車間爲中心,分散在其四周,在位于同一廠房内的同時采用了上下兩層的布局,這樣可以最大化利用廠房内的平面和立體空間,節省廠内物流成本," 我們将車和工廠視爲一個整體來建造 "。
但這仍然不夠。雖然在思路方面進行了改進,但特斯拉仍未将産線自動化的因素考慮在内," 将自動化産線用于本被設計爲人工制造的車輛上導緻了 Model 3 産能地獄。"
于是便有了後來馬斯克将人工智能算法引入 Model 3 産線内對生産流程不斷優化,以配合産品不斷叠代的改變。
在這樣的思路下,有了更爲緊湊的車間布局和智能算法的加持,Model 3 在生産過程中不斷簡化産線構造,最終取得了在過去 5 年内減少了 75% 的車間面積和 65% 的産線建設成本等一系列成果。
而在 Model Y 身上,除了設計、工程和制造三方并行的制造思路以及智能化産線以外,特斯拉還引入了結構化電池組和車身一體化壓鑄技術,将車身幾十甚至上百個零件簡化爲 2 個鑄件,在僅用 80-90 秒便可生産原來需要 1-2 小時時間的零部件的同時,再次減少了 35% 的制造面積,使工廠空間布局更爲緊湊。
如今,特斯拉在生産 Model 3 時所用的設計、工程和制造并行的思路再次發生改變。Lars Moravy 透露在 Cybertruck 這一産品上,特斯拉團隊從制造角度出發," 用原材料屬性決定産品設計。"
這樣的設計思路也同樣反作用于工廠的布局。Lars Moravy 表示 Cybertruck 在制造過程中甚至不需要噴漆," 我們需要重新思考工廠布局,(不需要噴漆)意味着制造面積又可以減少一部分。"
可以看出,每一款産品都體現着特斯拉從産線布局、設計思路等方面的反思和改變。同樣,下一代車型也會采用全新的生産思路。
特斯拉已經不滿足于通過緊湊的車間布局來提升生産效率,還要打破傳統的生産工序采用并行的方式同時制造汽車。
傳統制造的工序是完成車身框架的制造,進行塗裝噴漆後再分别進行車門、底盤、座椅内飾等部分的裝配工作,這期間需要工人數次進出車内外,步驟十分繁瑣。而特斯拉即将采用的制造流程(Unboxed Process)則舍棄線性流程,在噴漆後同時進行上述整車組成部分的總裝工作,最終僅需要組裝一次即可。
車門、車身、底盤、座椅的裝配同時進行
來源:特斯拉
在這樣平行式的操作流程中,總裝線的工人密度将增加 44%,而空間和時間的利用效率則會提升 30%,最終可以達到每 45 秒就下線一輛整車。
新勢力能複制嗎?
新能源汽車領域的競争愈演愈烈是共識。爲了在盈利、成本和競争中提高競争力,車企們不得不從生産、銷售、售後等各個方面内卷。
比如跟随特斯拉生産方式的革新,蔚來、小鵬、理想、沃爾沃等車企業也紛紛布局,而比亞迪、零跑也陸續推出自家底盤電池一體化技術。
從表面上看,不論是已經逐步投入使用的結構化電池組、一體化壓鑄,亦或是日後即将大規模推廣的平行式裝配流程,單純的複制生産模式并非不能實現,但比起技術的模仿,核心在于其不同于傳統汽車業的生産思路。
雖然于 2017 年正式上市的 Model 3 讓特斯拉掌握了一定市場先發優勢,但早在 2012 年 Model S 問世後,特斯拉内部便已經開始着手解決 " 降本增效 " 的問題。
最直接的體現是,雖然特斯拉在 2017 年 -2019 年經曆着 Model 3 的産能地獄,但其單車毛利率也從未下降到 18% 以下。
對于特斯拉來說,其最重要的産品之一就是超級工廠,工廠運營下的生産效率直接決定整車制造成本。不過回顧特斯拉的造車史,超級工廠模式的落地和顯效,也是在規模化之後才看得到成果。
過去幾年,無論是代工升級産線,還是自建工廠,新勢力都在爲接下來的規模化做準備。經過多年的創新與規模化,特斯拉毫無疑問已經在壓縮單車産銷成本的路上走到了前列。
核心的邏輯在于,同一汽車平台産線,如果能夠實現生産多個系列産品,随着銷量的攀升,固定成本的投入就會被攤薄,毛利空間更大、定價策略也就更加靈活。以 Model 3 和 Model Y 爲例,這兩款車型是特斯拉的主力産品,也出自同一平台。
這也就解釋了馬斯克所說的,特斯拉可能隻需 10 款車型便能實現 2000 萬輛的年銷量目标 。
不過最終特斯拉成本的下探,也并非全部是生産的功勞,供應鏈的本土化、渠道控制等環節都對最終的定價能夠産生影響。這也是上海超級工廠在加深本土化的同時又實現降價的原因。
而如今在國内,雖然新能源汽車滲透率突飛猛進,但新勢力們的年銷量仍處于 20 萬輛以下,規模效益還難以完全釋放。與此同時,供應鏈的不穩定、産能受限則一直困擾着新勢力的交付。
汽車作爲長周期、重資産的行業,生産研發需要持續重金投入。當下比起押注重金建造工廠,新勢力的重心更多的是在智能駕駛、補能網絡等方面,兼顧生産端的降本增效也實屬不易。
不過眼下面對銷量、原材料成本走高等考驗,新勢力也給出更加行之有效的解決方案。比如整合資源,提升生産、銷售體系的效率,亦或是在與供應商制衡與博弈的同時,加大自研的比例。畢竟身處當下的市場,任何好的方案,前提都在于銷量。